ВВЕДЕНИЕ 4
1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 6
1.1 Общая характеристика рода Trollius 6
1.2 Морфологическая характеристика, экология и особенности
распространения сибирских представителей р. Trollius 8
1.3 Особенности изучения ценопопуляций растений 13
1.4 Изучение генетического полиморфизма популяций редких растений .. 20
1.5 Принцип сбора материала и выделения ДНК из растительных тканей.
Методы использования ДНК в генетическом анализе 23
2 РАЙОН И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ 27
2.1 Характеристика районов исследования 27
2.2 Методика исследований 34
2.3 Методика выделения ДНК из растительных тканей с помощью
DiamondDNA 36
3 РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ 40
3.1 Фитоценотическая приуроченность изучаемых видов 40
ВЫВОДЫ 67
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 69
ПРИЛОЖЕНИЕ А 76
ПРИЛОЖЕНИЕ Б 91
Изучение популяционной биологии и экологии видов способствует выявлению механизмов, обеспечивающих устойчивое существование видовых популяций растений в природных фитоценозах [1]. Особую актуальность эта проблема приобретает для редких и исчезающих видов растений, поскольку поможет дать объективную оценку состояния их популяций и организовать действенную охрану [2].
В настоящее время основной причиной резкого сокращения численности отдельных видов растений и животных, обеднения биоценозов, их изменения и преобразования биосферы в целом, является деятельность людей. Действие антропогенного фактора привело к трансформации природных экосистем практически во всех частях нашей планеты.
Наиболее сложной задачей является сохранение генофонда редких и находящихся под угрозой исчезновения растений и животных, однако, сохранение биологического разнообразия растений невозможно без исследования их ценотических популяций. Изучение организации популяций позволяет оценить их состояние в разных сообществах, определить способы самоподдержания и устойчивого существования вида. Знание биологии вида и структуры его популяций - это база, на основе которой возможно прогнозировать изменение популяции во времени, а также ответную реакцию растений на различное воздействие факторов окружающей среды [3].
Объектом нашего исследования являются следующие виды рода Trollius:купальница азиатская (Trollius asiaticus L.), купальница Виталия (Trollius vitalii Stepanov), купальница сибирская (Trollius sibiricus Schipcz.). Это травянистые многолетние высокодекоративные растения, относящиеся к редким и исчезающим видам. В ходе изучения литературных данных было установлено, что специальных исследований биологии, экологии видов рода Trolliusна территории Сибири не проводилось. Кроме того, ведутся споры, связанные с систематическим положением некоторых видов данного рода.
Цель работы: анализ полиморфизма популяций сибирских видов Trollius.
Задачи:
■ Изучить фитоценотическую приуроченность видов рода Trollius;
■ Оценить модификационную изменчивость признаков жарков;
■ Провести анализ сходства популяций и выявить таксономически значимые признаки;
■ Осуществить подбор праймеров для генетического анализа популяций видов рода Trollius.
1. T. asiaticusвстречается в березовых, смешанных лесах и на заболоченных лугах. Предпочитает открытые местообитания (окна древостоя, лесные опушки). Trollius vitaliiотмечен только в пределах субальпийского пояса Западного Саяна, где произрастает в пихтовых редколесьях и на субальпийских лугах. Trollius sibiricusявляется редким видом и отмечен нами только на заболоченном лугу в долине реки Паньковки (Иркутская область).
2. Наиболее благоприятные условия для роста и размножения особей Trollius asiaticusсоздаются в березовых лесах Западного Саяна, Кузнецкого Алатау, Хамар-Дабана. Снижение большинства морфометрических показателей наблюдается у растений, произрастающих в окрестностях г. Красноярска: в березняке в районе Академгородка (ТА1) и в ельниках с высокой сомкнутостью крон (ТА4, ТА7). В антропогенно- нарушенных местообитаниях наблюдается достоверное увеличение размеров вегетативных органов растений T. asiaticus,по сравнению с контролем.
3. В сравнении с особями Trollius asiaticus, T. vitaliiимеет меньшие размеры вегетативных органов, более вытянутую форму и глубокое расчленение листьев, максимальное количество чашелистиков и изогнутую форму семязачатков, имеющих оттянутый носик. Т. sibiricusхарактеризуется максимальными диаметром цветка и длиной чашелистика, короткими и относительно широкими лепестками, желтой окраской цветка.
4. Диагностическими признаками, позволяющими разделить популяции видов рода Trolliusможно назвать размеры стеблевого и прикорневого листьев, глубину рассечения средней доли листа, количество нектарников, количество зубчиков средней доли прикорневого листа, длину лепестков и чашелистиков. Такие признаки, как ширина чашелистиков и лепестков имеют диагностическое значение для внутривидового популяционного анализа.
5. Установлено, что наибольший уровень полиморфизма ДНК (43-73%) купальницы азиатской и купальницы Виталия проявляется при использовании ISSR-праймеров HB8, 844B, 17898B, HB10 и HB14.
Генетическое расстояние М. Нея между особями двух видов составляет 0,54, что свидетельствует о значительных генетических отличиях купальницы азиатской и купальницы Виталия.
